Nature：蚊子的遗传多样性超乎想象

　　

生物通报道  一到夏天，恼人的蚊子就出现了。这种动物不仅吸血，有时还要命，比如冈比亚按蚊（Anopheles gambiae），它就是非洲最主要的疟疾传播媒介。本周发表在《Nature》杂志上的一项研究表明，冈比亚按蚊的遗传多样性简直超乎你想象。

千蚊基因组计划（Anopheles gambiae 1000 Genomes Project）的研究人员对765个冈比亚按蚊和coluzzii按蚊标本进行测序，这些蚊子来自非洲8个国家的15个地区，是恶性疟原虫疟疾的主要起因。研究人员揭示了复杂的群体结构、基因流动的证据以及蚊子基因组中的杀虫剂耐药基因。

参与此项研究的Wellcome Trust Sanger研究院的Mara Lawniczak说：“蚊子基因组的多样性大大超出我们的预期。这种高水平的遗传变异使蚊子群体快速进化，以应对我们对其的控制，无论是杀虫剂还是其他控制措施，包括基因驱动。”

研究人员利用Illumina的HiSeq测序平台对野生蚊子进行测序，并将序列与AgamP3参考基因组进行比对。总体而言，他们发现了5200多万个高质量的SNP，并指出蚊子群体的平均核苷酸多样性达1.5%。这表明，这些蚊子是最多样化的真核生物。

不过，Lawniczak及其同事指出，这种高水平的多样性可能会阻碍人们利用基因驱动等手段来控制蚊子。如今，人们正在尝试用CRISPR/Cas9技术让有害物种不育。然而，Cas9靶点的多态性可能影响其识别，从而限制基因驱动的效果。研究人员认为，基因驱动必须针对同一基因内的多个靶点。

与此同时，研究人员还发现了蚊子群体之间的相关性模式。例如，一些群体有共同的染色体倒位，而另一些有相似的中心体周围区域。基因组数据也提供证据，表明蚊子可能存在季节性迁移。他们指出，这种迁移可能让杀虫剂耐药基因得以传播。

Lawniczak及其同事具体报告了两种蚊子之间基因流动的证据。例如，在布基纳法索和安哥拉地区，一个含有杀虫剂相关基因Vgsc的区域从冈比亚按蚊渗入到coluzzii按蚊。此外，他们还发现几内亚比绍的蚊子含有两个物种的等位基因，与肯尼亚沿海地区的蚊子相同。这个结果让研究人员吃惊，因为通常认为coluzzii蚊子不会跨过东非大裂谷。

蚊子基因组也表现出杀虫剂耐药基因的正向选择，包括Vgsc、Gste、Gste2和Cyp6p基因。Vgsc基因的耐药性与两个kdr等位基因相关联，如Leu995Phe和Leu995Ser。前者在西非和中非的蚊子中较常见，而后者在中非和东非的蚊子中出现。

这篇文章的主要作者、牛津大学的Alistair Miles表示：“我们产生的数据可作为独特的资源，以研究蚊子如何应对我们目前的控制措施，以及未来如何设计更好的技术和策略，对蚊子进行防治。”（生物通 薄荷）

原文检索

Genetic diversity of the African malaria vector Anopheles gambiae

Nature  doi:10.1038/nature24995